T1-3/4 LED-Lampe 334-15/T1C1-4WYA Datenblatt - 5mm-Gehäuse - 3,2V typ. - 15° Abstrahlwinkel - Weißlicht - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer hochhelligen weißen LED-Lampe im verbreiteten T-1 3/4-Rundgehäuse. Das Bauteil basiert auf einem InGaN-Halbleiterchip. Das von diesem Chip emittierte blaue Licht wird durch eine im Reflektor aufgebrachte Phosphorschicht in weißes Licht umgewandelt. Dieses Design ist für Anwendungen optimiert, die hohe Helligkeit und klare Sichtbarkeit erfordern.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre hohe Lichtleistung und eine kompakte, industrieübliche Bauform, die eine einfache Integration in bestehende Designs ermöglicht. Sie eignet sich für einen breiten Zielmarkt, einschließlich Industrie-Bedienfelder, Unterhaltungselektronik und Beschilderung.

2. Technische Parameter im Detail

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil darf nicht über diese Grenzwerte hinaus betrieben werden, um dauerhafte Schäden zu vermeiden.

• Dauer-Flussstrom (I_F):30 mA
• Spitzen-Flussstrom (I_FP):100 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1 kHz)
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Verlustleistung (P_d):110 mW
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C
• ESD-Festigkeit (HBM):4 kV
• Löttemperatur (T_sol):260°C für maximal 5 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C unter Standardtestbedingungen gemessen.

• Flussspannung (V_F):2,8 V (Min), 3,2 V (Typ), 3,6 V (Max) bei I_F= 20 mA.
• Lichtstärke (I_V):14250 mcd (Min), Typischer Wert nicht spezifiziert, 28500 mcd (Max) bei I_F= 20 mA.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):15 Grad (typisch) bei I_F= 20 mA.
• Farbkoordinaten:x = 0,30 (Typ), y = 0,29 (Typ) gemäß CIE 1931 Standard bei I_F= 20 mA.
• Sperrstrom (I_R):50 μA (Max) bei V_R= 5V.
• Zener-Sperrspannung (V_z):5,2 V (Typ) bei I_z= 5 mA. Dies deutet auf eine integrierte Schutz-Zenerdiode hin.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf wichtigen Leistungsparametern in Bins sortiert.

3.1 Binning der Lichtstärke

LEDs werden basierend auf ihrer minimalen und maximalen Lichtstärke bei 20 mA in drei Bins (W, X, Y) kategorisiert.

• Bin W:14250 mcd bis 18000 mcd
• Bin X:18000 mcd bis 22500 mcd
• Bin Y:22500 mcd bis 28500 mcd

Die Gesamttoleranz für die Lichtstärke beträgt ±10%.

3.2 Binning der Flussspannung

LEDs werden auch nach ihrem Spannungsabfall bei 20 mA in vier Gruppen (0, 1, 2, 3) eingeteilt.

• Bin 0:2,8 V bis 3,0 V
• Bin 1:3,0 V bis 3,2 V
• Bin 2:3,2 V bis 3,4 V
• Bin 3:3,4 V bis 3,6 V

Die Messunsicherheit für die Flussspannung beträgt ±0,1V.

3.3 Farbkombination

Die Farbausgabe wird durch eine spezifische Gruppe definiert. Für dieses Produkt ist die festgelegte Gruppe4, die einer Kombination der Farb-RängeA0, B5 und B6entspricht. Diese Ränge definieren spezifische Bereiche im CIE-Farbdiagramm, um sicherzustellen, dass der Weißpunkt innerhalb eines kontrollierten Bereichs liegt.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für Schaltungsdesign und thermisches Management entscheidend sind.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung des weißen Lichts. Sie weist typischerweise einen primären blauen Peak vom InGaN-Chip und eine breitere gelbe Phosphoremission auf, die sich zu weißem Licht kombiniert.

4.2 Richtcharakteristik

Ein Polardiagramm, das die räumliche Verteilung der Lichtintensität veranschaulicht und den engen 15-Grad-Abstrahlwinkel bestätigt. Das Muster zeigt hohe Intensität direkt auf der Achse, die bei größeren Winkeln schnell abnimmt.

4.3 Flussstrom vs. Flussspannung (I-V-Kennlinie)

Dieser Graph zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung, typisch für eine Diode. Er ist wesentlich für das Design der Strombegrenzungsschaltung. Die Kurve zeigt die Schwellspannung und den dynamischen Widerstand im Arbeitsbereich.

4.4 Relative Intensität vs. Flussstrom

Diese Kurve zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Treiberstrom zunimmt. Sie ist im empfohlenen Betriebsbereich im Allgemeinen linear, kann aber bei sehr hohen Strömen sättigen oder einen Effizienzabfall aufweisen.

4.5 Farbort vs. Flussstrom

Diese Darstellung zeigt, wie sich der Weißpunkt (Farbtemperatur und Farbstich) mit Änderungen des Treiberstroms verschieben kann, was für farbkritische Anwendungen wichtig ist.

4.6 Flussstrom vs. Umgebungstemperatur

Diese Derating-Kurve zeigt den maximal zulässigen Flussstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Um Zuverlässigkeit zu gewährleisten und Überhitzung zu verhindern, muss der Treiberstrom bei hohen Temperaturen reduziert werden.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem T-1 3/4 (5mm) Rundgehäuse mit einer wasserklaren Kunststofflinse untergebracht. Wichtige Abmessungshinweise sind:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern (mm).
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten.
• Der maximale Überstand des Kunststoffs unter dem Flansch beträgt 1,5mm.

Die Abmessungszeichnung liefert genaue Maße für Linsendurchmesser, Gehäusehöhe, Anschlusslänge und Anschlussdurchmesser.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Rand des Kunststoffflansches oder durch den kürzeren Anschluss gekennzeichnet. Das Datenblattdiagramm kennzeichnet Anode und Kathode eindeutig.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Eine sachgemäße Handhabung ist entscheidend, um die LED-Leistung und Zuverlässigkeit zu erhalten.

6.1 Anschlussbeinformung

• Das Biegen muss mindestens 3mm von der Basis des Epoxid-Glaskörpers entfernt erfolgen.
• Anschlüsse vor dem Löten formen.
• Vermeiden Sie während des Biegens Belastung auf das Gehäuse, da dies zu internen Schäden oder Bruch führen kann.
• Anschlüsse bei Raumtemperatur schneiden.
• Stellen Sie sicher, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu vermeiden.

6.2 Lagerbedingungen

• Empfohlene Lagerung: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit.
• Haltbarkeit nach Versand: 3 Monate unter empfohlenen Bedingungen.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

6.3 Lötparameter

Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm von der Lötstelle zum Epoxid-Glaskörper ein.

• Handlöten:Lötspitzentemperatur ≤300°C (für max. 30W Lötkolben), Lötzeit ≤3 Sekunden.
• Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur ≤100°C (für ≤60 Sek.), Lötbad-Temperatur ≤260°C für ≤5 Sekunden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um elektrostatische Entladung (ESD) und Feuchtigkeitseintritt zu verhindern.

• Primärverpackung:Antistatische Beutel.
• Menge:200 bis 500 Stück pro Beutel.
• Sekundärverpackung:5 Beutel werden in einen Innenkarton gelegt.
• Tertiärverpackung:10 Innenkartons werden in einen Master- (Außen-)Karton verpackt.

7.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten folgende Informationen: Kundenteilenummer (CPN), Herstellerteilenummer (P/N), Packmenge (QTY), Binning-Code für Lichtstärke und Spannung (CAT), Farb-Rang (HUE), Referenz (REF) und Losnummer (LOT No).

7.3 Modellnummernbezeichnung

Die Teilenummer334-15/T1C1-4WYAfolgt einer spezifischen Codierungsstruktur, in der Elemente wie die Basisteilenummer (334-15), Gehäusetyp (T1), Chip-Typ/Farbe (C1) und Binning-Codes für Farbgruppe, Lichtstärke und Spannungsgruppe eingebettet sind. Die genaue Dekodierung der finalen Platzhaltercodes (durch Quadrate dargestellt) würde in einem vollständigen Teilenummernschlüssel definiert.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Nachrichten- & Beschilderungspanels:Ideal für hochhelle Anzeigelampen in Informationsdisplays.
• Optische Anzeigen:Geeignet für Statusleuchten an Industrieanlagen, Haushaltsgeräten und Armaturenbrettern, wo hohe Sichtbarkeit erforderlich ist.
• Hintergrundbeleuchtung:Kann für kleinflächige Hintergrundbeleuchtung von Beschriftungen, Symbolen oder kleinen LCD-Panels verwendet werden.
• Markierungsleuchten:Effektiv für Positions- oder Markierungsleuchten.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber, um den Flussstrom auf einen sicheren Wert zu begrenzen, typischerweise 20 mA für optimale Leistung und Langlebigkeit.
• Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist, sorgen Sie für ausreichende Belüftung und vermeiden Sie es, LEDs zu dicht auf einer Leiterplatte zu gruppieren, um lokale Überhitzung zu verhindern, die Lichtleistung und Lebensdauer reduzieren kann.
• ESD-Schutz:Obwohl das Bauteil über einen 4kV HBM ESD-Schutz verfügt, sollten während der Montage dennoch Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden.
• Optisches Design:Der enge 15-Grad-Abstrahlwinkel macht diese LED für gerichtete Beleuchtung geeignet. Für breitere Ausleuchtung können sekundäre Optiken (wie Diffusoren oder Linsen) erforderlich sein.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-T1 3/4 LEDs bietet dieses Bauteil eine deutlich höhere Lichtstärke, was es für Anwendungen geeignet macht, die überlegene Helligkeit erfordern. Die integrierte Zenerdiode zum Schutz vor Sperrspannung ist ein wertvolles Merkmal, das die Robustheit in Schaltungsdesigns erhöht, wo Spannungsspitzen oder falsche Polungsanschlüsse auftreten können. Das spezifische Binning für Intensität, Spannung und Farbe bietet Designern vorhersehbare Leistung, was für Konsistenz in seriengefertigten Produkten entscheidend ist.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Was ist der empfohlene Betriebsstrom?

Die elektro-optischen Kenngrößen sind bei 20 mA spezifiziert, was die Standardtestbedingung und ein typischer empfohlener Betriebspunkt für ein optimales Gleichgewicht aus Helligkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit ist.

10.2 Kann ich diese LED dauerhaft mit 30 mA betreiben?

Obwohl der absolute maximale Dauerstrom 30 mA beträgt, führt der Betrieb an dieser Grenze zu mehr Wärmeentwicklung und kann die Lebensdauer der LED verkürzen. Es wird generell empfohlen, unterhalb des Maximums, bei 20 mA, zu betreiben, es sei denn, das thermische Design der Anwendung berücksichtigt speziell die höhere Verlustleistung.

10.3 Wie interpretiere ich die Farb-Bins A0, B5, B6?

Dies sind Codes, die spezifische Vierecke (oder Regionen) im CIE 1931-Farbdiagramm definieren. LEDs werden nach der Produktion getestet und ihre Farbkoordinaten (x, y) werden gemessen. Wenn die Koordinaten innerhalb des definierten Bereichs für A0, B5 oder B6 fallen, wird die LED diesem Farb-Rang zugeordnet. Gruppe 4 ist eine spezifische Mischung von LEDs aus diesen drei Rängen, um eine gewünschte Gesamt-Weißpunkt-Charakteristik zu erreichen.

10.4 Ist ein strombegrenzender Widerstand notwendig?

Ja, unbedingt. Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Ihre Flussspannung hat eine Toleranz (2,8V bis 3,6V). Ein direkter Anschluss an eine Spannungsquelle wie eine 3,3V- oder 5V-Schiene ohne Vorwiderstand führt zu einem unkontrollierten Strom, der leicht den Maximalwert überschreiten und die LED sofort zerstören kann.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fallbeispiel: Design eines hochsichtbaren Status-Anzeigepanels

Ein Designer erstellt ein Bedienfeld für Industrieanlagen, das mehrere helle, eindeutige Statusanzeigen (z.B. Ein, Störung, Bereitschaft) benötigt. Das Panel wird aus mehreren Metern Entfernung in einer gut beleuchteten Umgebung betrachtet.

Auswahlbegründung:Die hohe Lichtstärke (bis zu 28.500 mcd) dieser LED gewährleistet Sichtbarkeit auch bei hellem Umgebungslicht. Der enge 15-Grad-Abstrahlwinkel bündelt das Licht zu einem Strahl, wodurch die Anzeige als deutliche Punktlichtquelle erscheint.

Schaltungsdesign:Jede LED wird über einen Transistorschalter von einem 5V-Logiksignal angesteuert. Ein Vorwiderstand wird basierend auf der typischen Flussspannung (3,2V) und dem gewünschten 20 mA Strom berechnet: R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohm. Ein Standard-91-Ohm, 1/4W Widerstand wird gewählt. Die integrierte Zenerdiode schützt die LED, falls die Polarität während der Wartung versehentlich vertauscht wird.

Layout:LEDs sind auf der Leiterplatte ausreichend beabstandet, um Wärmeabfuhr zu ermöglichen. Die Anschlüsse werden in die Platine gesteckt, und während des Wellenlötens wird das Temperaturprofil kontrolliert, um innerhalb der Grenze von 260°C für 5 Sekunden zu bleiben.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED basiert auf einer Halbleiter-Heterostruktur aus Indiumgalliumnitrid (InGaN). Wenn eine Flussspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Chips und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung ist darauf abgestimmt, blaues Licht mit einer Wellenlänge um 450-470 nm zu emittieren.

Dieses blaue Licht trifft dann auf eine Phosphorbeschichtung (typischerweise basierend auf Yttrium-Aluminium-Granat dotiert mit Cer, oder YAG:Ce), die im Reflektor um den Chip aufgebracht ist. Der Phosphor absorbiert einen Teil der blauen Photonen und emittiert Licht über ein breites Spektrum im gelben Bereich. Das menschliche Auge nimmt die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem emittierten gelben Licht als weiß wahr. Diese Methode ist als phosphorkonvertierte weiße LED-Technologie bekannt.

13. Technologietrends

Die Entwicklung weißer LEDs wurde durch Fortschritte in Chip- und Phosphortechnologie vorangetrieben. Trends umfassen die Steigerung der Lichtausbeute (mehr Lumen pro Watt), die Verbesserung des Farbwiedergabeindex (CRI) für natürlicher wirkendes weißes Licht sowie die Erzielung höherer Zuverlässigkeit und längerer Lebensdauern. Verpackungstrends konzentrieren sich auf Miniaturisierung, verbessertes thermisches Management zur Bewältigung höherer Leistungsdichten und Standardisierung von Footprints für einfachere Designintegration. Die Verwendung von InGaN-basierten blauen Chips mit fortschrittlichen Phosphorsystemen bleibt die dominante und effizienteste Technologie zur Erzeugung von hochintensivem weißem Licht aus Festkörperquellen.